阅读说明：本技术 一种复合式干法分选机智能控制系统及方法 (Intelligent control system and method for combined type dry method separator ) 是由 董良 赵跃民 朱风龙 周恩会 贺靖峰 段晨龙 卢兆林 王光辉 于 2020-05-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种复合式干法分选机智能控制系统及方法,属于复合式干法分选机分选煤炭技术领域,所述系统包括信息采集,信息分析,信息传递及设备控制；所述信息采集包括原煤灰分、水分及入料量,分选产品的灰分、产量,分选床面倾角角度,电机振幅及振频,分选床风室风量；所述信息分析用于根据入料原煤性质得到各辅助设备最佳参数,并对各个辅助设备进行调节；所述信息传递,即准确将各部分信息转化为电信号进行传递；所述设备控制,即各台设备接收指令进行自我调节,保证最佳生产效率。本发明能够根据入料原煤性质及产品结果自动调节复合式干法分选机各辅助设备,维持最佳分选效率,完善自动化水平。(The invention discloses an intelligent control system and method for a combined type dry method separator, belonging to the technical field of coal separation of the combined type dry method separator, wherein the system comprises information acquisition, information analysis, information transmission and equipment control; the information acquisition comprises the ash content, the moisture content and the feeding quantity of raw coal, the ash content and the yield of a sorted product, the inclination angle of a sorting bed surface, the amplitude and the vibration frequency of a motor and the air volume of an air chamber of the sorting bed; the information analysis is used for obtaining the optimal parameters of each auxiliary device according to the properties of the fed raw coal and adjusting each auxiliary device; the information transmission is to accurately convert the information of each part into an electric signal for transmission; the equipment is controlled, namely, each equipment receives an instruction to carry out self-regulation, and the optimal production efficiency is ensured. The invention can automatically adjust each auxiliary device of the composite dry method separator according to the properties of the fed raw coal and the product result, maintain the optimal separation efficiency and improve the automation level.)

一种复合式干法分选机智能控制系统及方法

技术领域

本发明属于复合式干法分选机分选煤炭技术领域，具体涉及到一种复合式干法分选机智能控制系统及方法。

背景技术

我国有2/3以上煤炭资源分布在西北及北方地区,而高寒、干旱缺水等环境因素一直制约着煤炭资源在西北地区进行大范围的湿法分选工艺。我国大部分煤炭资源变质程度低，遇水泥化程度高，不适合湿法分选。干法选煤技术多年来不断发展，其中复合式干法分选机入洗粒度范围宽，分选精度高，除尘技术的不断完善也使得复合式干法分选机在环保方面有着巨大优势。

传统复合式干法分选机包括原煤准备系统，分选系统和除尘系统，其中分选床系统由吊挂装置、格条、振动电机、分选床面和空气室组成。复合式干法分选系统是由执行不同任务的多台工艺设备和辅助设备组合而成，每一环工作简单但紧密链接，这就需要在运行过程中监视各种设备的运行状态，确保其按照预设的参数下设定工艺程序进行运转。复合式干法分选机床面倾斜角度、振动参数、风量、接料槽翻板角度等都会影响选煤效率和品质。目前，复合式干法分选机只能实现在检测入料原煤性质后，停车人工手动调节系统参数，而不能实现在工作过程中进行自动调节，费时费力，而且容易发生工人安全事故。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种复合式干法分选机智能控制系统及方法，提高复合式干法分选机自动化水平，可以实现工作过程中自动调节分选机各参数以适应不同煤质的煤，以此提高煤炭分选精度，提高生产效率，降低工人的劳动强度，更好的保障生产安全，提高经济效益。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种复合式干法分选机智能控制系统，包括信息采集模块、信息分析模块、信息传输模块、设备控制模块。

所述信息采集模块，用于采集原煤的灰分、水分及入料量信息，分选后精煤、中煤、矸石灰分及产量信息，床面倾角角度信息，三风室风速信息，分选床振动电机振幅、振频信息，产品分割挡板角度信息；

所述信息分析模块，用于根据采集的入料原煤参数，以及分选床各设备参数，通过查询云端数据库匹配最佳入料量参数，分选床倾角参数，空气室风速参数，振动机参数，产品分割挡板位置；

所述信息传输模块，用于将所述信息采集模块采集数据传输到信息分析模块，以及将信息分析后的各个设备预设参数值传输到各个工艺设备的调控装置；

所述设备控制模块，用于接收信息分析模块得到的最佳设备参数值，控制各个工艺设备及辅助设备作出相应反应，进行自动调节。

进一步的，所述信息采集模块包括，在原煤输送皮带及产品输出皮带上各安装一套灰分水分在线检测仪，用于检测入料原煤和产品的水分及灰分信息；

带式输送机上安装速度传感器，用于监测入料速度；安装皮带秤，用实时监测皮带煤炭运载量；通过机械收发吊挂分选床的钢丝绳长度，用于采集床面倾角信息；

在送风管道安装流量传感器，用于采集分选精煤、中煤、矸石的三个风室风量；在振动机上安装振动传感器，用于采集分选床振幅和振频；由电机带动齿轮，用于调节产品分割挡板位置。

进一步的，所述信息分析模块包括中央处理器和外显；

所述中央处理器连接云端数据库，数据库包含复合式干法分选机对于各种煤质最佳分选效率参数，所述中央处理器用于接收实时采集数据，根据入料原煤灰分水分数据，在数据库中匹配最佳分选效率参数，得到当前入料原煤进行分选的最佳参数；所述外显为一块触摸面板，用于观测各台工艺设备及辅助设备的工作状态，控制设备启停，以及人工手动修改设备操作参数。

本发明还提出了一种复合式干法分选机智能控制方法，包括如下步骤：

步骤一：启动复合式干法分选机，入料皮带开始供料，检测入料原煤灰分水分数据；

步骤二：根据入料原煤参数及分选机各设备初始数据，与云端数据库进行数据匹配，得到当前分选轮次的最佳参数，所述参数包括入料量，床面倾角，床面振幅、振频，以及分选精煤、中煤、矸石的三个风室风量；

步骤三：根据步骤二得到的最佳参数，调节复合式干法分选机的各工艺设备，并分选得到精煤、中煤、矸石三种产品，通过皮带传输运出；

步骤四：测定原煤分选后的三种产品灰分及产量，并再次分析分选最佳参数，根据分选最佳参数再次调节复合式干法分选机的各工艺设备。

进一步的，所述步骤三，各工艺设备的调控方法如下：

根据实时监测到的皮带运载量，通过调节皮带输送机滚轮转速，控制单位时间内入料量；根据最佳床面横纵向倾角，计算吊挂分选床的钢丝绳所需调节长度，下达钢丝绳收发指令，钢丝绳收发电机接收指令后调节钢丝绳长度；

根据得出的分选机三个风室需要的风量，控制电机带动蝶阀转动，进而控制进入三个风室的气流速度，直到三个风室均达到稳定的需要风速；通过调节变频器控制振动机振幅和振频；

判断三产品的灰分是否符合产品要求，若符合要求，则分选床产品分割挡板位置不变，即齿轮位置不变；若不符合要求，则控制电机带动齿轮转动调节挡板位置。

进一步的，所述步骤三，通过机械收发吊挂分选床的钢丝绳长度改变分选床面倾角：分选床的入料端钢丝绳不动，下放另一端钢丝绳，调控床面横向角度；分选床的背板一侧钢丝绳不变，下放另一侧钢丝绳，调控纵向角度：

所述床面横向角度和纵向角度的计算方法如下：

其中α为床面横向角度；ΔH₁为分选床前后钢丝绳长度差；L为床长；β为床面纵向角度，ΔH₂为分选床左右两侧钢丝绳长度差，D为床宽。

有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益的技术效果：

本发明的复合式干法分选机智能控制方法能够实现通过灰分水分在线检测仪实时检测入料原煤及产品的灰分、水分等数据；能够根据入料、出料数据及时调节床面倾角，床面振动振幅及频率，三风室风量，接料槽挡板角度等维持分选过程最佳分选效率。依据原煤及产品性质对分选过程中分选床参数进行调节，形成两个闭环自动控制系统，一个是依据原煤性质对选煤参数调节的前馈系统，一个是依据三产品性质对选煤参数调节的反馈系统，具有智能化程度高的优点。

附图说明

图1是复合式干法分选机智能控制系统图；

图2是复合式干法分选机智能控制流程图；

图3是复合式干法分选机床面横向角度控制图；

图4是复合式干法分选机床面纵向角度控制图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

本发明所述的一种复合式干法分选机智能控制系统，如图1所示，包括信息采集模块、信息分析模块、信息传输模块、设备控制模块。

所述信息采集模块用于采集原煤的灰分、水分及入料量信息，分选后精煤、中煤、矸石灰分及产量信息，床面倾角角度信息，三风室风速信息，分选床振动电机振幅、振频信息，产品分割挡板角度信息；

在原煤输送皮带及产品输出皮带上各安装一套灰分水分在线检测仪，用于检测入料原煤和产品的水分及灰分信息；带式输送机上安装速度传感器，用于监测入料速度；安装皮带秤，用实时监测皮带煤炭运载量；通过机械收发吊挂分选床的钢丝绳长度，用于采集床面倾角信息；在送风管道安装流量传感器，用于采集分选精煤、中煤、矸石的三个风室风量；在振动机上安装振动传感器，用于采集分选床振幅和振频；由电机带动齿轮，用于调节产品分割挡板位置。

所述信息分析模块用于根据采集的入料原煤参数，以及分选床各设备参数，通过查询云端数据库匹配最佳入料量参数，分选床倾角参数，空气室风速参数，振动机参数，产品分割挡板位置。所述信息分析模块包括中央处理器和外显。

所述中央处理器是整个智能分选系统的核心，连接云端数据库，数据库包含复合式干法分选机对于各种煤质最佳分选效率参数，入料原煤灰分、水分通过在线检测仪实时采集并反馈到中央处理器，处理器通过匹配数据库中最佳分选效率参数，得到对于此次入料原煤进行分选的最佳参数。所述外显为一块触摸面板，用于观测各台工艺设备及辅助设备的工作状态，控制设备启停，以及人工手动修改设备操作参数。

所述信息传输模块，用于将所述信息采集模块采集数据传输到信息分析模块，以及将信息分析后的各个设备预设参数值传输到各个工艺设备的调控装置。

所述设备控制模块，用于接收信息分析模块得到的最佳设备参数值，控制各个工艺设备及辅助设备作出相应反应，进行自动调节。

本发明还提出了一种复合式干法分选机智能控制方法，包括如下步骤：

步骤一：启动复合式干法分选机，入料皮带开始供料，检测入料原煤灰分水分数据；

步骤二：根据入料原煤参数及分选机各设备初始数据，与云端数据库进行数据匹配，得到当前分选轮次的最佳参数，所述参数包括入料量，床面倾角，床面振幅、振频，以及分选精煤、中煤、矸石的三个风室风量；

步骤三：根据步骤二得到的最佳参数，调节复合式干法分选机的各工艺设备，并分选得到精煤、中煤、矸石三种产品，通过皮带传输运出；

其中，各工艺设备的调控方法如下：

根据实时监测到的皮带运载量，通过调节皮带输送机滚轮转速，控制单位时间内入料量；根据最佳床面横纵向倾角，计算吊挂分选床的钢丝绳所需调节长度，下达钢丝绳收发指令，钢丝绳收发电机接收指令后调节钢丝绳长度；

通过机械收发吊挂分选床的钢丝绳长度改变分选床面倾角：如图3所示，分选床的入料端钢丝绳不动，下放另一端钢丝绳，调控床面横向角度；如图4所示，分选床的背板一侧钢丝绳不变，下放另一侧钢丝绳，调控纵向角度：

所述床面横向角度和纵向角度的计算方法如下：

其中α为床面横向角度；ΔH₁为分选床前后钢丝绳长度差；L为床长；β为床面纵向角度，ΔH₂为分选床左右两侧钢丝绳长度差，D为床宽；

复合式干法分选机有三个风室，由主风机统一供风；鼓风机将空气压缩进入稳压罐，稳压罐输出形成稳定气流，电机带动蝶阀控制进入三个风室的气流速度；蝶阀的开关度与风量成线性关系，计算得出三个风室需要的风量，控制电机带动蝶阀转动，由管道流量传感器反馈管道风量信息，直到三个风室均达到稳定需要风速；

振动机振幅和振频靠变频器控制，振动控制系统通过变频控制，调节分选床的振动频率和幅度；

分选床三产品分割挡板位置由电机带动齿轮调节，两台电机分别控制两个挡板；电机控制系统通过正向和反向转动齿轮调节产品接料口大小，三种产品产量由安装在产品输出传送带上的皮带秤及速度传感器联立获取，灰分由安装在产品输出传送带上的水分灰分在线检测仪获取，分选结果反馈到中央处理器，作进一步分析，若所需精煤产量不足，则正向转动齿轮，精煤接料口增大；若精煤产量过多导致质量下降，则反向转动齿轮，精煤接料口减小，其余两产品调节挡板方法如上；综上，判断三产品的灰分是否符合产品要求，若符合要求，则分选床产品分割挡板位置不变，即齿轮位置不变；若不符合要求，则控制电机带动齿轮转动调节挡板位置。

步骤四：测定原煤分选后的三种产品灰分及产量，并再次分析分选最佳参数，根据分选最佳参数再次调节复合式干法分选机的各工艺设备。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。